涂料和粘合劑的物理特性

各種涂料和粘料的特性:

卷材涂料

   卷材涂料是用于成卷的鋼板、鋁板表面的涂覆的一種專業性涂料。這種預涂卷材由于質輕、性優、價廉而廣泛應用于建筑領域以及家電方面，并在汽車等領域有潛在的市場。從1995 年至2002 年我國彩涂鋼板的表觀消費量增長了185 萬噸，但國內市場供不應求，需靠進口彌補缺口。2000 ～ 2003 年國內彩涂卷板產量為400 萬噸，而2004 年的需求量上升到400 萬噸左右，估計今年將達到500 萬噸。未來10 年內，國內市場的彩涂板需求將以10% 的年增長率增長。彩色鋼板的發展為卷材涂料帶來了商機，卷材涂料在涂料里屬高附加值產品，其利潤是普通涂料的數倍，因此除了我國卷材涂料生產基地上海、江蘇、杭州、廣東和青島等沿海省市和經濟發達地區繼續擴大生產外，京津及其它沿海地區也紛紛上馬開發卷材涂料。國外一些大涂料公司如AKZO-Nobel、Becker、valspor、BASF 等均爭先為卷材生產廠供貨。與其他涂料領域不一樣，卷材涂料的市場占有率是國內企業占優勢。目前，我國有70 條卷材涂料生產線，還有30 多條生產線在建，2004 年，我國卷材涂料產量在6 萬多噸左右，年增長率為14%。卷材涂料的發展方向是無鹵厚涂層，無鉻及無鉛涂料，高固體份及水性、粉末、光固化涂料和低溫固化涂料等環境友好型涂料，其品種將向隔熱型、吸熱型、放熱型、防靜電型、耐高沖擊型、高耐候型、桔型、花紋型、多色彩型和自清潔型等方面發展。

水性聚氨酯涂料

   我國木器涂料在工業涂料中其用量僅次于汽車涂料，位居涂料第二位，據報導其年用量不低于40 萬噸，并以聚氨酯涂料和硝基涂料（后者因光澤特殊而主要用于出口）為主，其中聚氨酯涂料占75%。但是這種溶劑型涂料存在游離的TDI 毒性問題和VOC問題，因此，人們另辟蹊徑把注意力轉向了水性聚氨酯涂料的開發。歐洲木器涂料水性化已占25%，且每年以一定的比例增長，但在水性聚氨酸涂料里，由于水與有機樹酯的相溶性較差、蒸發慢以及高表面張力，因此較難潤濕底材，這樣水性聚氨酸涂料會存在耐水性、耐溶劑性、耐化學品性和機械強度等性能較差問題，為此采用交聯改性技術（內交聯、外交聯技術）、—NCO封端改性技術（ 部分或全部—NCO封閉，引入親水性成分或外乳化法制成封閉型聚氨酯乳液）和復合改性（丙烯酸樹酯改性、有機硅樹酯改性和環氧樹酯改性等技術）來提高以上性能。目前，國內在水性樹脂的研究中已見成效，下一步需要做的是進行固化劑合成、水性涂料活性反應基團封閉劑以及交聯劑的開發和水性助劑的合理利用，只有這樣，才能使水性涂料價格適度下降，并改善水性木器涂料低溫貯存、低溫施工難的問題。目前，國內木器涂料水性化還不到10%，但是隨著研究的深入，環保法規的日趨嚴格，將來水性木器涂料將會取代現有的溶劑型涂料。

隔熱涂料

   隔熱涂料是以保溫、降溫和隔熱為目的功能性涂料。其中，阻隔性隔熱涂料是通過對熱傳遞（ 通過對流、輻射及分子振動熱傳導3 種途徑來實現）的阻斷作用來實現隔熱目的。國內主要采用這種涂料來進行隔熱，涂料品種以復合硅酸鹽隔熱涂料為主。但這種涂料存在干燥周期長、施工受季節和氣候影響大、抗沖擊能力弱、吸濕率大、對墻體的粘結強度不夠、涂層厚、由施工不當導致的大面積空鼓現象和裝飾性不夠的問題。另一問題是：其內部的熱量不易散放，從而使熱量逐步積聚，導致其體系內部溫度高。因此，目前較少用于外墻的涂裝。選擇性熱反射涂料是最近幾年國外開發出的效果顯著的隔熱涂料，其理論研究也日趨完善。它是一種以反射太陽光中近紅外部分為主的涂料，不消耗電能，能反射掉大量的太陽輻射，減少空調能耗，有顯著的節能效果，可用于建筑物屋頂、玻璃幕墻、海上鉆井平臺、油缸、石油管道、汽車、火車、飛機表面、船殼、夾板以及坦克、軍艦、火箭和宇宙飛船上。而我國目前仍處于研制開發階段。涂料真正要做到隔熱效果良好則需要以上二種或多種隔熱機理協同作用。這是一個發展方向，國外已有此類產品，它系高分子聚合物多元改性共聚而成的溶劑型復合隔熱涂料，這種涂料除了有良好的保護裝飾、耐候性、絕熱性、物理化學性能以及反射紅外線等功能外，對太陽熱的反射率達80% 以上，比起通用的鉛粉涂料涂層，其表面溫度可降低10 ℃以上。此外，薄層隔熱反射涂料、水性反射隔熱涂料、真空絕熱保溫涂料以及含有納米或納米以下微孔結構的涂層和用納米材料制成的涂層都將是下階段發展的熱點，目前國外在這方面已經領先。

防火涂料

   防火涂料是一種對底材起物理保護作用并具有阻燃耐火功能的涂料，其中最重要的是發泡型防火涂料，它能在一定溫度下發泡，形成防火隔熱層，我國的防火涂料以鋼結構防火涂料為主。鋼結構建筑中鋼材受熱到600 ℃左右會軟化而喪失結構強度，因此需要這種涂料來保護。超薄型（2 ～ 3 mm）鋼結構防火涂料曾是國內空白，一直依靠進口，如德國Herberts（現Dapont 公司所屬）、英國的Nallifire 和日本涂料公司的產品。自從國內涂料企業和有關研究院校協同攻關后，現已開發出可與國外先進產品相媲美的超薄型鋼結構防火涂料等，其物理性能及重要性能指標、耐火極限等均不亞于國外同類產品。雖然目前有些阻燃助劑如多聚磷酸銨、磷酸三聚氰胺等原材料與國外相比尚有差距，但以上這些努力已使我國防火涂料技術和水平距離國際先進水平不遠。

地坪涂料

   地坪涂料是隨著改革開放的大潮孕育產生的涂料品種，隨著國外生產企業不斷進入中國，其用途和影響不斷在擴大。過去工礦企業生產場地裸露，沒有地坪涂料保護，因此操作時塵埃比比皆是，影響廠容。而合資和獨資企業的工作場地均用地坪涂料覆蓋，因此環境整潔，操作安全。地坪涂料行業因此隨之興旺起來。20 世紀80 年代，生產地坪涂料的只幾家，而現在達500 家以上，其應用領域擴展到家居和商業市場，其生產的品種也由單純的溶劑型發展到水性、無溶劑型，功能由單一的防護擴大到耐磨型、抗靜電型、防滑型和自流平型等多種。廣州有一家涂料廠，憑借其地坪涂料技術，產品擴展到全國，并已在上海設立了工廠，總產值達到1. 6 億元。

納米復合涂料

   我國的納米技術已經走在世界的前列。要使納米材料在涂料里發揮作用，必需有2 個前提，一是納米材料在涂料里的穩定性要好，二是納米材料能在涂料里保持良好的分散狀態。目前，國內已在建筑涂料領域里取得了良好的成果，即用納米材料可提高建筑外墻涂料的耐候性和增強內墻涂料的抗菌效果，并正在進行產業化準備工作；納米材料在工業涂料中的應用，諸如提高涂層的耐磨性、涂料的導電效果以及功能性涂料方面已取得初步成效，從而使我國在納米復合涂料方面的研制和開發上了新的臺階。

偽裝涂料

   如前所述，偽裝和隱身實際上是一個目的。我國自20 世紀60 年代開始就已斷斷續續從事這一方面的涂料研究和開發工作，近二十多年來，由于改革開放和化學合成技術的進步，我國對偽裝涂料的研究已邁出了一大步，與國外的先進技術差距也越來越小，目前單項反偵察手段的偽裝涂料技術如光學偽裝涂料、近紅外偽裝涂料、紅外偽裝涂料、偽裝降溫涂料、防雷達偽裝涂料等均已取得良好成果并付諸應用，而針對多重偵察手段的兼容性光譜吸收及多功能兼容涂料等方面的研究開發也已取得重要進展。

船舶防污涂料

   人類自掌握航海技術以來就一直與海洋污損生物進行不懈的斗爭。海洋污損生物附著于船體，使船舶負重和表面粗糙，嚴重影響了船舶的航行速度，增加了不必要的燃料消耗，并使船體嚴重腐蝕，大大減少了船舶的使用壽命。為防海洋污損生物附著，需要使用毒料抑制海洋污損生物附著和生長。迄今為止，對付海洋污損生物最為有效的是采用有機錫毒劑，以其制成自行拋光（使船舶表面光滑以減少航行阻力，加快航行速度，降低燃料消耗）防污涂料用于船只上，確實起到了顯著效果，但也給海洋生物特別是經濟性魚類、貝類帶來危害。為此，國際海事會議嚴令禁用有機錫毒劑，鑒于此，世界各工業發達國家加緊進行代有機錫的防污劑的開發，我國也不甘落后，現已開發出采用銅、鋅之類自拋光防污涂料以及無毒防污涂料等，其效果也不亞于有機錫類。此外，還開發出具有我國特色的辣椒素防污涂料系統，趕上了國際先進水平。

重防腐涂料

   重防腐涂料水性化是涂料行業的夙愿，國外現已對防腐蝕涂料所用的主體樹酯—環氧樹酯進行改性，從而消除了其水性化的不利影響，使其防腐蝕能力顯著提高。重防腐涂料是一個由底、中間層到面漆所組成的一個系統，目前，日本已有了這一水性體系，并用于近海大橋等防腐蝕領域，效果斐然。這一體系可減少98%的VOC（揮發性有機化合物），有利于環境保護。我國在水性重防腐涂料方面業已成功開發出底漆（水性無機富鋅底漆）和中間漆（ 水性環氧防腐蝕涂料），其性能均不亞于相應的溶劑型涂料。環氧聚硅氧烷涂料耐腐蝕性與丙烯酸聚氨酯涂料相近，但耐候性則更好，這是1994 年美國推向市場的重防腐涂料體系中的新產品，由此可使重防腐涂料體系由底+ 中間層+ 面漆縮減為底+ 面漆，而性能更優。國內對這種防腐涂料也進行了開發，并取得了良好的效果。此外，國內還跟蹤國外防腐蝕涂料新技術，成功開發出屬于環氧聚硅氧烷涂料的第二代產品—丙烯酸聚硅氧烷涂料，其耐候性、防腐蝕性、耐機械損傷和耐磨性等方面性能優異。